本發明專利技術公開了一種汽車發動機用凸輪軸齒形輪輪轂及其粉末冶金制備方法。該方法按以下步驟進行：步驟S101、配料；步驟S102、壓制成形；步驟S103、坯料燒結；步驟S104、精整及加工；步驟S105、蒸汽處理；步驟S106、檢測包裝。本發明專利技術的方法銜接有序，工序少、材料利用率達到95%以上，由該方法得到的凸輪軸齒形輪輪轂機加工量少、班產量高一致性好，在滿足產品各項性能要求的同時，使產品制造成本降低了50%。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于粉末冶金制備
，尤其涉及一種汽車發動機用凸輪軸齒形輪輪轂及其粉末冶金制備方法。
技術介紹
凸輪軸齒形輪輪轂10是一款裝在達到歐IV排放標準要求的柴油乘用車發動機齒形凸輪軸上的產品，用來固定傳動齒輪,尺寸精度及各部位形位公差要求都很高。如圖1、圖2所示，該凸輪軸齒形輪輪轂內孔為帶方鍵臺的異型孔，外形為帶兩個銷鍵孔及三個螺紋孔的半圓凸爪，上端面帶有一個第一圓臺，下端面帶有一個含有三個半圓槽的第二圓臺，凸輪軸齒形輪輪轂的內孔與凸輪軸壓配，要求精度達到H8級，第二圓臺與齒輪壓配，要求外徑精度達到f8級，第二圓臺與內孔的同軸度要求≤0.04mm，其中一個銷鍵孔在特定段長內寬度公差為0.015mm，三個螺紋孔為安裝定位孔，中心距公差要求達到±0.1mm，第一圓臺面及下端面因產品裝配運轉時要求與對偶件之間有一定的磨擦帶動，因此第一圓臺面b及下端面a的表面粗糙度要求達到Rz20-40，平行度要求≤0.04mm，與內孔的垂直度要求≤0.03mm。目前，該凸輪軸齒形輪輪轂采用鑄造成形機加工的方式進行生產，坯料機加工量大，導致材料利用率僅為50%，生產成本增加，此外，機加工的產品精度低，產品的一致性差，生產效率低、合格率大大降低。
技術實現思路
為了克服現有技術的缺陷，本專利技術的目的是提供一種汽車發動機用凸輪軸齒形輪輪轂的粉末冶金制備方法，提高材料利用率，提高產品的精度，保證產品的一致性、提高生產效率，在滿足產品各項性能要求的同時，降低產品制造成本。為了實現上述的專利技術目的，本專利技術采用以下技術方案：一種汽車發動機用凸輪軸齒形輪輪轂的粉末冶金制備方法，按以下步驟具體進行：步驟S101、配料：凸輪軸齒形輪輪轂各組份按重量配比為：鐵92-96%、鉬1-2%、鎳1.5-3%、石墨0.5-0.8%、潤滑劑0.3-0.5%、流速增強劑0.1-0.3%、冶金切削劑0.2-0.4%、其它≤1%，其重量比稱量為100%，其中鉬、鎳與鐵通過預合金方式加入，以使其合金化均勻充分、然后與按上述配比秤取的其它成分在雙錐形混料機內混合40-50min，使各成分混合均勻，鉬、鎳及石墨的適當配比，可以有效控制產品的燒結尺寸變化，同時提高產品的燒結強度；步驟S102、壓制成形：將上述混合均勻的粉料，裝入按凸輪軸齒形輪輪轂結構特征設計的壓制模具中，在300T機械壓機上，以4.5-5.5T/cm2壓力一次壓制成形，壓坯密度為6.8-6.9g/cm3；步驟S103、坯料燒結：將壓坯平放在燒結用平整的陶瓷墊板上，壓坯之間預留10-20mm的空隙，以有效控制壓坯的燒結變形量，在網帶式燒結爐中燒結40min，燒結保護氣氛為氮氫混合氣，氮氫比為90：10，燒結溫度為1120℃；步驟S104、精整及加工：在160T整形機上，將燒結好的坯料涂覆精整用潤滑油后放入精整模具中，進行全精整，精整之后采用鉆床進行攻絲；步驟S105、蒸汽處理：將上述攻好絲的坯料，放入井式蒸汽處理爐內，按一定工藝進行氧化發黑處理，以提高產品表面硬度及防銹蝕能力，產品表面硬度達到HRB80-100，表面呈均勻有光澤的藍黑色；步驟S106、檢測包裝：將蒸汽氧化發黑處理好的成品，按產品檢測標準進行抽檢，經檢測合格的，按產品包裝要求進行包裝入產品庫。進一步的，在步驟S101中，所述的潤滑劑型號為SKZ800潤滑劑，流速增強劑型號為LS-690流速增強劑，冶金切削劑型號為SM-8冶金切削劑。進一步的，在步驟S102中，所述的壓制模具包括壓形上一沖、壓形上二沖、工藝芯棒、支撐彈簧、壓形模腔、壓形下一沖、壓形下二沖和臺階芯棒，支撐彈簧抵靠工藝芯棒內置于壓形上二沖，壓形上二沖與壓形上一沖套裝；臺階芯棒內置于壓形下二沖，壓形下二沖與壓形下一沖套裝，壓制成形時，為保證產品帶有三個半圓槽的第二圓臺能有一定的密度，工藝芯棒伸出壓形上二沖9-10mm，調整壓形上一沖比壓形上二沖多伸出9-10mm，當壓形上一沖進入壓形模腔時與壓形上二沖之間形成裝粉腔，工藝芯棒堵住壓形上二沖內孔，使粉料不會從其內孔流走，保證一定的裝粉量，調整壓形下一沖及壓形下二沖的裝粉及成形位置，以保證產品大端面及第一圓臺的密度和深度尺寸，適當調整臺階芯棒浮動量，以保證內孔方臺的密度及深度尺寸。進一步的，在步驟S104中，所述的整形模具包括整形上一沖、整形上二沖、整形中模、整形下一沖、整形下二沖和整形芯棒，整形上二沖與整形上一沖套裝，整形芯棒內置于整形下二沖，整形下二沖與整形下一沖套裝，利用壓機墊塊精準定位，有效保證產品各臺階尺寸及平行度和平面度要求，針對產品特殊粗糙度要求的面，在對應整形上二沖及下一沖的面區位置按粗糙度要求用電極打出對應的粗糙面，在整形時通過調整適當的整形壓力及高度整形量，使對應面的粗糙度達到產品圖紙要求。進一步的，在步驟S102中，所述的支撐彈簧的強度需滿足成形時當臺階芯棒碰到工藝芯棒時，工藝芯棒能縮回并保證不與臺階芯棒抵死，壓形上一沖回程脫模時又能把工藝芯棒彈回到裝粉位置。進一步的，在步驟S104中，所述的精整用潤滑油為DHO精整油，其為運動粘度68#、中度加氫工藝用油，可以有效減小整形阻力及保護產品及整形模具不會拉傷，同時能保證產品周轉過程中不發生表面銹蝕。進一步的，在步驟S105中，所述的工藝為：在井式蒸汽處理爐內：（1）通氮氣排氣除油，300℃保溫2h；（2）升溫并通水蒸汽，500±10℃保溫3h；（3）升溫并通水蒸汽，570±10℃保溫2h，（4）出爐空冷。本專利技術的另一目的是提供一種由上述汽車發動機用凸輪軸齒形輪輪轂的粉末冶金制備方法得到的產品。與現有技術相比，有益效果是：1）本專利技術的方法銜接有序，工序少、材料利用率達到95%以上，由該方法得到的凸輪軸齒形輪輪轂機加工量少、班產量高一致性好，在滿足產品各項性能要求的同時，使產品制造成本降低了50%；2）本專利技術采用流速增強劑和超級潤滑劑可以提高粉料的流動性及成形性，使粉料在模具內能有效均勻的充填，從而保證產品各部位密度均勻,減少其燒結變形量，有效控制產品的形位公差；冶金切削劑的加入可以有效改善其切削加工性能，從而使產品易于攻絲，提高其攻絲的效率及質量；3）本專利技術采用電極打出對應的整形上二沖和整形下一沖的粗糙面，利用整形來達到產品對應面粗糙度要求，有效解決了以前用電火花加工粗糙面效率低、成本高、設備投入高等問題，產品尺寸精度、形位公差及表面粗糙度滿足使用要求；4）本專利技術采用在壓形上二沖內用設定強度的彈簧支撐一工藝芯棒,保證了產品帶有三個半圓槽的第二圓臺能達到密度要求。附圖說明下面結合附圖對本專利技術進一步說明。圖1是現有技術凸輪軸齒形輪輪轂的結構示意圖；圖2是現有技術凸輪軸齒形輪輪轂的結構示意圖；圖3是本專利技術壓制模具及產品組裝配合結構示意圖；圖4是圖3的剖視圖；圖5是本專利技術精整模具及產品組裝配合結構示意圖；圖6是圖5的剖視圖；圖7是本專利技術整形上二沖的結構示意圖；圖8是本專利技術整形下一沖的結構示意圖。具體實施方式下面就通過這個給出的實施例來對本專利技術汽車發動機用凸輪軸齒形輪輪轂的粉末冶金制備方法進行示例性說明。實施例1 一種汽車發動機用凸輪軸齒形輪輪轂的粉末冶金制備方法，按以下步驟具體進行：步驟S101、按照凸輪軸齒形輪輪轂各組份按重量配比為：鐵92-96%、鉬1-2本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種汽車發動機用凸輪軸齒形輪輪轂的粉末冶金制備方法，其特征在于，按以下步驟具體進行：步驟S101、配料：按照凸輪軸齒形輪輪轂各組份按重量配比為：鐵92?96%、鉬1?2%、鎳1.5?3%、石墨0.5?0.8%、潤滑劑0.3?0.5%、流速增強劑0.1?0.3%、冶金切削劑0.2?0.4%、其它≤1%，其重量比稱量為100%，其中鉬、鎳與鐵通過預合金方式加入，以使其合金化均勻充分、然后與按上述配比秤取的其它成分在雙錐形混料機內混合40?50min，使各成分混合均勻，鉬、鎳及石墨的適當配比，可以有效控制產品的燒結尺寸變化，同時提高產品的燒結強度；步驟S102、壓制成形：將上述混合均勻的粉料，裝入按凸輪軸齒形輪輪轂結構特征設計的壓制模具中，在300T機械壓機上，以4.5?5.5T/cm2壓力一次壓制成形，壓坯密度為6.8?6.9g/cm3；步驟S103、坯料燒結：將壓坯平放在燒結用平整的陶瓷墊板上，壓坯之間預留10?20mm的空隙，以有效控制壓坯的燒結變形量，在網帶式燒結爐中燒結40min，燒結保護氣氛為氮氫混合氣，氮氫比為90：10，燒結溫度為1120℃；步驟S104、精整及加工：在160T整形機上，將燒結好的坯料涂覆精整用潤滑油后放入精整模具中，進行全精整，精整之后采用鉆床進行攻絲；步驟S105、蒸汽處理：將上述攻好絲的坯料，放入井式蒸汽處理爐內，按一定工藝進行氧化發黑處理，以提高產品表面硬度及防銹蝕能力，產品表面硬度達到HRB80?100，表面呈均勻有光澤的藍黑色；步驟S106、將蒸汽氧化發黑處理好的成品，按產品檢測標準進行抽檢，經檢測合格的，按產品包裝要求進行包裝入產品庫。...
【技術特征摘要】
1.一種汽車發動機用凸輪軸齒形輪輪轂的粉末冶金制備方法，其特征在于，按以下步驟具體進行：步驟S101、配料：按照凸輪軸齒形輪輪轂各組份按重量配比為：鐵92-96%、鉬1-2%、鎳1.5-3%、石墨0.5-0.8%、潤滑劑0.3-0.5%、流速增強劑0.1-0.3%、冶金切削劑0.2-0.4%、其它≤1%，其重量比稱量為100%，其中鉬、鎳與鐵通過預合金方式加入，以使其合金化均勻充分、然后與按上述配比秤取的其它成分在雙錐形混料機內混合40-50min，使各成分混合均勻，鉬、鎳及石墨的適當配比，可以有效控制產品的燒結尺寸變化，同時提高產品的燒結強度；步驟S102、壓制成形：將上述混合均勻的粉料，裝入按凸輪軸齒形輪輪轂結構特征設計的壓制模具中，在300T機械壓機上，以4.5-5.5T/cm2壓力一次壓制成形，壓坯密度為6.8-6.9g/cm3；步驟S103、坯料燒結：將壓坯平放在燒結用平整的陶瓷墊板上，壓坯之間預留10-20mm的空隙，以有效控制壓坯的燒結變形量，在網帶式燒結爐中燒結40min，燒結保護氣氛為氮氫混合氣，氮氫比為90：10，燒結溫度為1120℃；步驟S104、精整及加工：在160T整形機上，將燒結好的坯料涂覆精整用潤滑油后放入精整模具中，進行全精整，精整之后采用鉆床進行攻絲；步驟S105、蒸汽處理：將上述攻好絲的坯料，放入井式蒸汽處理爐內，按一定工藝進行氧化發黑處理，以提高產品表面硬度及防銹蝕能力，產品表面硬度達到HRB80-100，表面呈均勻有光澤的藍黑色；步驟S106、將蒸汽氧化發黑處理好的成品，按產品檢測標準進行抽檢，經檢測合格的，按產品包裝要求進行包裝入產品庫。2.根據權利要求1所述的汽車發動機用凸輪軸齒形輪輪轂的粉末冶金制備方法，其特征在于，在步驟S101中，所述的潤滑劑型號為SKZ800潤滑劑，流速增強劑型號為LS-690流速增強劑，冶金切削劑型號為SM-8冶金切削劑。3.根據權利要求1所述的汽車發動機用凸輪軸齒形輪輪轂的粉末冶金制備方法，其特征在于，在步驟S102中，所述的壓制模具包括壓形上一沖（11）、壓形上二沖（13）、工藝芯棒（14）、支撐彈簧（12）、壓形模腔（15）、壓形下一...
【專利技術屬性】
技術研發人員：楊傳芳，王士平，杜敬，袁聰，
申請(專利權)人：馬鞍山市華東粉末冶金廠，
類型：發明
國別省市：安徽;34
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